KR950010392B1 - Iner-pore measuring apparatus of subminiature molding products using surface heat-vibration - Google Patents

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Abstract

The method for non-destructive measurement of the internal cavities, comprises measuring, for each of a munber of points on the surface of the article, a signal dependent on the variation in temperature induced by a radiant energy source(1) directed at the point, and correlating the signal with the quantity of size of the internal cavities below the point. The article(11) is heated at each point by a laser beam(8) which is modulated by a chopper(3) at a frequency determined by a microcomputer(5) and signal processor(6) in accordance with the thermal conductivity of the article. The signal from a temperature detector(12) is correlated with the modulating signal and the volume fraction of the calculated cavities. The detector(12) is an infra-red sensor, or an acoustic transducer where the article is located in a closed chamber.

Description

표면 열진동을 이용한 초소성 성형 제품의 내부 기공 측정 장치 및 방법Apparatus and method for measuring internal porosity of superplastic molded products using surface thermal vibration

제1도는 본 발명의 내부 기공 측정 장치의 일실시예의 개략 배치도.1 is a schematic layout of one embodiment of the internal pore measuring device of the present invention.

제2도는 본 발명에 따라 측정한 초소성 성형 시편의 내부 기공 체적비.2 is the internal pore volume ratio of the superplastic molded specimen measured according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 레이저 발생기 2, 4, 8, 14 : 레이저광1: laser generator 2, 4, 8, 14: laser light

3 : 열원 단속기 5 : 제어 컴퓨터3: heat source chopper 5: control computer

6 : 신호 처리기 9 : 스폿 크기 조절기6: signal processor 9: spot scaler

10 : 시편 이송기 11 : 시편10: specimen feeder 11: specimen

12 : 온도 감지기 13 : 신호 증폭기12 temperature sensor 13 signal amplifier

본 발명은 초소성 성형 제품의 내부 기공을 정밀하게 측정하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 설명하자면 초소성 재료를 사용하여 기계 부품이나 구조물 등을 성형할때 성형 공정이나 후공정에서 제품 내부에 생기는 기공을 표면 열진동을 이용하여 비파괴적으로 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for precisely measuring the internal pores of a superplastic molded product, more specifically, to forming a mechanical part or a structure using a superplastic material, the inside of the product in a molding process or a post process The present invention relates to an apparatus and method for nondestructively measuring pores generated in the surface using surface thermal vibration.

최근, 우주 항공 산업, 자동차 산업, 전자 산업 등의 분야에서 초소성 가공이 폭넓게 이용되고 있으나, 초소성 변형에 따라 내부에 기공들이 발생, 성장하여 제품의 품질 및 신뢰성을 떨어 뜨리는 것이 문제점으로 지적되어 왔다.Recently, superplastic processing is widely used in the fields of aerospace, automotive, electronics, etc., but it is pointed out that the problem is that pores are generated and grown inside the superplastic deformation, thereby degrading product quality and reliability. come.

이러한 초소성 제품의 내부 기공을 측정하는 종래의 방법으로서는, 시편을 절단하여 광학적으로 측정하거나, 절단한 부위의 밀도를 측정하여 내부 기공의 함량을 예측하는 방법 등이 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 측정 방법은 제조 공정에는 적용할 수가 없으며, 측정된 제품은 파괴되어 사용할 수가 없을 뿐만 아니라, 시편 준비 과정에서 기 공의 상태 및 분포가 변화되기 쉬우므로, 측정 및 평가의 오차가 상당히 크다.As a conventional method for measuring the internal pores of such a superplastic product, a method of optically measuring the specimen by cutting or measuring the density of the cut portion has been used to predict the content of the internal pores. However, this measuring method is not applicable to the manufacturing process, the measured product is not broken and cannot be used, and the state and distribution of the pores easily change during the preparation of the specimen, so that the measurement and evaluation error is large. .

한편, 비파괴적으로 금속 재료의 내부 결함을 측정하는 방법으로서는, 초음파 탐상법, 자기 탐상법 등 여러가지가 공지되어 있으나, 이러한 방법들은 복잡한 형상의 초소성 가공 제품에는 적용이 난해하다.On the other hand, various methods such as ultrasonic flaw detection and magnetic flaw detection are known as non-destructive methods for measuring internal defects of metal materials. However, these methods are difficult to apply to superplastic processed products having complicated shapes.

예컨대, 험프리스와 리들레이에 의하면, 마이크로듀플렉스 강(microduplex steel)에 초소성 인장 응력을 가하는 도중에 생기는 내부 기공을 밀도 측정 및 정량 광학 금속 조직법(quantitative optical metallography)으로 관찰한 결과를 얻은바 있으나, 이 방법은 반복 재현성이 부족한 결점을 안고 있다[C. W. Humphries and N. Ridley, "Cavitation in Alloy Steels during Superplastic Deformation, "Journal of Materials Science 9(1974) 1429-1435].For example, Humphreys and Ridley have shown the results of observing internal pores generated during microplastic stresses in microduplex steels by density measurement and quantitative optical metallography. The method suffers from a lack of repeatability [C. W. Humphries and N. Ridley, "Cavitation in Alloy Steels during Superplastic Deformation," Journal of Materials Science 9 (1974) 1429-1435].

또한, 1985년 5월 17일자 프랑스국 특허 공개 제2,554,762호에는 유체 혼합물을 발열 반응하에 팽창시켜 얻은 플라스틱 발포체의 균질도를 검사하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법은 발포체의 형성 과정에서 팽창에 따른 열방출의 불균일성을 측정함으로써 내부 기공들의 분포 정도를 알 수 있고 따라서 그 발포체의 절연 재료로서의 적합성을 검사하기 위한 것이다. 그러나, 이 방법 그대로는 금속, 세라믹 등의 초소성 재료에는 응용이 불가능하다.In addition, French Patent Publication No. 2,554,762 dated May 17, 1985 describes a method for testing the homogeneity of plastic foams obtained by expanding a fluid mixture under exothermic reaction. This method is intended to determine the degree of distribution of internal pores by measuring the non-uniformity of heat release due to expansion during the formation of the foam and thus to check the suitability of the foam as an insulating material. However, this method is not applicable to superplastic materials such as metals and ceramics.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 함에 그 목적이 있다.The present invention aims to solve the problems of the prior art.

특히, 본 발명의 목적은 표면 열진동을 이용하여 초소성 성형제품의 내부 기공을 비파괴적으로 측정하는 장치와 방법을 제공하고자 함에 있다.In particular, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for nondestructively measuring the internal pores of a superplastic molded article using surface thermal vibration.

본 발명은 또한, 초소성 성형 제품을 전부위에 걸쳐 전량 검사를 할 수 있는 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a means capable of inspecting the total amount of the superplastic molded article over the whole.

이러한 본 발명의 목적들은 열원과 반사경 사이에 열원 단속기를 일직선상에 위치시키고, 상기 반사경에 의한 반사광의 통로상의 일정 위치에 시편 이송기를 위치시키고, 시편 이송기 상에는 온도 감지기를 설치하고 온도 감지기는 신호 증폭기와 신호 처리기를 거쳐 제어 컴퓨터에 연결하여 이루어진 것이 특징인 본 발명의 측정 장치에 의하여 달성될 수 있다.The object of the present invention is to position the heat source interrupter in a straight line between the heat source and the reflector, to position the specimen feeder at a certain position on the path of the reflected light by the reflector, to install a temperature sensor on the specimen feeder and the temperature sensor to signal It can be achieved by the measuring device of the invention, which is characterized in that it is connected to a control computer via an amplifier and a signal processor.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 열원 단속기에는 제어 컴퓨터와 연동되는 신호 처리기가 결합되고, 반사경과 시편 이송기 사이에는 반사광의 스폿(spot) 크기 조절기가 놓일 수 있다. 또한, 시편 이송기에는 시편의 표면 온도를 감지할 수 있는 온도 감지기가 결합되어 있다.According to one embodiment of the invention, a signal processor interworking with the control computer is coupled to the heat source interrupter, and a spot size adjuster of the reflected light may be disposed between the reflector and the specimen feeder. The specimen feeder also incorporates a temperature sensor capable of sensing the surface temperature of the specimen.

본 발명에 사용되는 열원으로서는 전기, 레이저, 기체 등의 여러가지를 사용할 수 있다. 예컨대, 가격이 저렴하고 열집중도가 높은 헬륨-네온 레이저를 열원으로 사용할 수 있다.As a heat source used for this invention, various things, such as an electricity, a laser, a gas, can be used. For example, helium-neon lasers, which are inexpensive and have high heat concentration, can be used as the heat source.

열원 단속 주파수는 시편의 열전도도에 따라서 결정되며 약 1Hz 내지 100KHz 정도가 사용되는데, 일반적으로 금속 시편의 경우에는 100Hz 내지 100KHz 정도, 세라믹 등의 비금속 시편의 경우에는 1Hz 내지 1KHz 정도가 좋다.The heat source interruption frequency is determined according to the thermal conductivity of the specimen, and about 1 Hz to about 100 KHz is used. In general, about 100 Hz to 100 KHz for metal specimens and about 1 Hz to 1 KHz for non-metallic specimens such as ceramics are preferable.

레이저에서 발진한 레이저광은 시편의 열전도도에 따라서 기계적 또는 전기 광학적 열원 단속기에 의해 적절한 주기로 차단되고 광학계에 의해 조절된 스폿 크기로 시편에 도달되어 시편을 주기적으로 가열한다.The laser light oscillated by the laser is blocked at an appropriate interval by a mechanical or electro-optical heat source interrupter according to the thermal conductivity of the specimen, and reaches the specimen at a spot size controlled by the optical system to periodically heat the specimen.

열원 단속기는 제어 컴퓨터에 의해 신호 처리기로부터 전달되는 단속기 제어신호(Vref)에 의해 제어된다.The heat source interrupter is controlled by the interrupter control signal V ref transmitted from the signal processor by the control computer.

시편 이송기 상에서 가열되는 시편의 표면 온도 변화는 온도 감지기에 의해 감지되고 그 신호는 신호 증폭기에 의해서 증폭된다. 예컨대, 가열된 시편의 표면 온도의 변화는 동작점이 시편의 평균 온도 근처가 되는 적외선 센서로 측정될 수도 있고, 또는 시편이 밀폐된 시험실내에 있는 경우에는 마이크로폰을 사용하여 측정될 수도 있다. 이와 같이 측정된 온도 신호는 증폭기에 의해 적절한 크기로 증폭 시킨 후 신호 처리기에서 열원을 차단한 신호 Vref와 상관시켜 그 결과를 크기와 위상으로 구분하여 컴퓨터에 기억시킨다.The surface temperature change of the specimen heated on the specimen feeder is sensed by the temperature sensor and the signal is amplified by the signal amplifier. For example, the change in surface temperature of a heated specimen may be measured with an infrared sensor whose operating point is near the average temperature of the specimen, or may be measured using a microphone if the specimen is in a closed laboratory. The measured temperature signal is amplified to an appropriate size by an amplifier, correlated with the signal V ref which cuts off the heat source in the signal processor, and the result is divided into magnitude and phase and stored in a computer.

제어 컴퓨터는 시편의 각 부위에서 측정된 온도 변화 데이터로부터 후술하는 원리에 따라 기공의 체적비를 계산해냄으로써 시편의 각 부위별 기공 분포를 출력한다.The control computer outputs the pore distribution for each part of the specimen by calculating the volume ratio of the pores according to the principle described below from the temperature change data measured at each part of the specimen.

시편의 온도 변화 데이터로부터 기공의 체적비를 계산하는 원리는 다음과 같다.The principle of calculating the volume ratio of pores from the temperature change data of the specimen is as follows.

주기적으로 시편을 국부적으로 가열하면 시편의 표면에서는 공기 경계층과 시편 내부로의 열흐름이 발생한다. 이때, 시편 표면에서의 온도의 미세한 변화는 주로 열전달 특성이 공기층보다 우수한 시편의 열특성에 의해서 결정되는데, 시편 내부의 기공 함량이 많을수록 시편의 열특성, 즉 열전도도가 낮아진다. 즉, 기공을 포함하고 있는 금속의 평균 열전도도는 통상 아래의 수식으로 표현된다.Periodic heating of the specimen periodically results in heat flow from the surface of the specimen into the air boundary layer and into the specimen. In this case, the minute change in temperature on the surface of the specimen is mainly determined by the thermal characteristics of the specimen, which has better heat transfer characteristics than the air layer, and the higher the pore content in the specimen, the lower the thermal characteristics, that is, the thermal conductivity of the specimen. That is, the average thermal conductivity of the metal containing the pores is usually expressed by the following formula.

여기서, k는 시편의 평균 열전도도이고, ks는 금속의 열전도도이며, Vg는 기공의 체적비이다.Where k is the average thermal conductivity of the specimen, k s is the thermal conductivity of the metal, and V g is the volume ratio of the pores.

한편, 주기적으로 가열된 시편의 표면 온도(t)는, 시편의 표면으로부터 가열될 경우에는, 시편의 평균 열전도도의 제곱근에 반비례한다. 즉,On the other hand, the surface temperature t of the periodically heated specimen is in inverse proportion to the square root of the average thermal conductivity of the specimen when heated from the surface of the specimen. In other words,

tA k-1/2………………………………………………………………(B)t A k -1/2 . … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … (B)

이 식은 시편의 각 부위에서의 표면 온도는 내부 기공 함량이 많은 부위에서는 표면으로부터 입사한 열진동(또는, 열파)이 기공에서 반사하여 평균 열전도도가 낮아지므로, 그 부위의 표면 온도가 상승하고, 반대로 내부 기공 함량이 적은 부위에서는 표면으로부터 입사한 열진동이 기공에서 반사되는 것이 상대적으로 적으므로, 평균 열전도도가 높아지고 그 부위의 온도는 낮아지는 것을 의미한다.In this equation, the surface temperature at each part of the specimen is increased in the region with high internal pore content, so that the thermal vibration (or heat wave) incident from the surface is reflected from the pores and the average thermal conductivity is lowered. On the contrary, since the thermal vibration incident from the surface is relatively less reflected in the pores in the region having a small internal pore content, it means that the average thermal conductivity is increased and the temperature of the region is lowered.

이러한 원리에 기초하여, 본 발명의 발명자들은 시편의 각 부위에서 측정되는 온도와 그 부위의 내부 기공의 체적비에는 다음의 관계식이 성립한다는 사실을 발견하였다. 즉,Based on this principle, the inventors of the present invention found that the following relation holds for the temperature measured at each part of the specimen and the volume ratio of the internal pores at that part. In other words,

여기서, T는 기준점(초소성 변형이 없는 점)에서는 온도 t(x0)에 대한 측정점에서의 온도 t(x)의 비, 즉 T=t(x)/t(x0)이다.Here, T is the ratio of the temperature t (x) at the measurement point to the temperature t (x 0 ) at the reference point (the point without superplastic deformation), that is, T = t (x) / t (x 0 ).

지금까지는 본 발명의 장치와 관련하여 설명하였지만, 본 발명은 또한 표면 열진동을 이용하여 초소성 성형 제품의 내부 기공을 비파괴적으로 측정하는 방법의 모습으로 구성될 수도 있다.Although so far described in connection with the apparatus of the present invention, the present invention may also be configured in the form of a method for nondestructively measuring the internal pores of a superplastic molded article using surface thermal vibration.

본 발명의 내부 기공 측정 방법은 시편 이송기상에 시편을 고정하고, 열원을 작동시켜 시편에 단속적으로 그리고 집중적으로 열을 공급하여 열진동을 유기하고, 열진동에 의한 시편의 표면 온도 변화를 감지하여 그 신호를 증폭시켜 온도 데이타로서 처리하고, 그 처리된 온도 신호로부터 기공의 체적비를 계산하는 제공정으로 구성되는 것이 특징이다. 본 발명의 방법에 의하면 시편의 일정부위의 측정을 끝낸 다음 다시 시편을 이송하여 다른 부위에 대해 상기 공정들을 반복 시행함으로써 시편 각 부위별 기공들의 체적비, 즉 기공 분포를 알 수 있다. 시편 이송기의 이송은 제어 컴퓨터의 명령에 의해 미리 정해진 크기 및 방향으로 자동적으로 행할 수 있다.The internal pore measuring method of the present invention is to fix the specimen on the specimen feeder, operate the heat source to supply heat to the specimen intermittently and intensively to induce thermal vibration, and to detect the surface temperature change of the specimen by the thermal vibration It is characterized by comprising a provided tablet which amplifies the signal and processes it as temperature data and calculates a volume ratio of pores from the processed temperature signal. According to the method of the present invention, the volume ratio of the pores of each part of the specimen may be determined by repeating the above steps for the other parts after the measurement of a certain part of the specimen after transferring the specimen. The conveyance of the specimen feeder can be done automatically in a predetermined size and direction by the command of the control computer.

상기 열을 시편에 공급하는 공정은 열원에서 열을 발생시키는 단계와 발생된 열을 열원 단속기로 주기적으로 차단하여 단속적 열선으로 변화시키는 단계로써 구성되며, 단속적 열선을 적절한 스폿 크기로 조절하는 단계를 포함할 수 있다.The process of supplying the heat to the specimen comprises the steps of generating heat at the heat source and changing the generated heat to an intermittent heating wire by periodically blocking the generated heat with the heat source interrupter, and adjusting the intermittent heating wire to an appropriate spot size. can do.

상기 온도 신호를 처리하는 공정에서는 증폭된 온도 신호를 열원으로 차단한 신호와 상관시켜 그 결과를 크기와 위상으로 구분한다.In the process of processing the temperature signal, the amplified temperature signal is correlated with the signal cut off by the heat source, and the result is classified into magnitude and phase.

상기 계산 공정에서는 앞에서 설명한 원리에 의하여 시편 각 부위의 표면 온도 변화 데이타로부터 시편 내부의 기공의 체적비와 분포를 계산한다.In the calculation process, the volume ratio and distribution of the pores inside the specimen are calculated from the surface temperature change data of each part of the specimen according to the principle described above.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도에 있어서, He-Ne 레이저 등의 열원 발생기(1)로부터 발진한 레이저 광(2)는 열원 단속기(3)에 의해 적절한 주기로 차단되어 단속적인 레이저광(4)로 된다. 열원 단속기(3)의 단속 주기는 시편의 열전도도에 따라서 마이크로컴퓨터(5)가 결정한다. 마이크로컴퓨터(5)가 신호 처리기(6)으로 명령을 보내면 신호 처리기(6)은 다시 열원 단속기(3)으로 단속기 제어 신호(Vref)를 보낸다.In FIG. 1, the laser light 2 oscillated from a heat source generator 1 such as a He-Ne laser is blocked by the heat source interrupter 3 at an appropriate interval to become an intermittent laser light 4. The interruption cycle of the heat source interrupter 3 is determined by the microcomputer 5 according to the thermal conductivity of the specimen. When the microcomputer 5 sends a command to the signal processor 6, the signal processor 6 sends an interrupter control signal V ref to the heat source interrupter 3 again.

열원 단속기(3)에 의해 단속적으로 변한 레이저광(4)는 반사경(7)에 의하여 반사되어 반사광(8)의 통로를 통하여 아래로 향하게 되고 스폿 크기 조절기(9)를 통과하면서 적절한 스폿 크기의 레이저광(14)로 되어 시편 이송기(10)위에 고정된 시편(11)의 표면에 충돌한다.The laser light 4 intermittently changed by the heat source interrupter 3 is reflected by the reflector 7 and is directed downward through the passage of the reflected light 8 and passes through the spot size adjuster 9 and of a suitable spot size laser. Light 14 impinges on the surface of the specimen 11 fixed on the specimen feeder 10.

시편(11)이 고정되어 있는 시편 이송기(10)으로서는, 필요에 따라 1축, 2축 또는 다축 이송기를 사용할 수 있다. 시편 이송기(10)은 도시되지 않은 구동 장치에 의하여 구동될 수 있다.As the specimen feeder 10 to which the specimen 11 is fixed, a single-axis, biaxial or multi-axis feeder can be used as needed. The specimen feeder 10 may be driven by a driving device not shown.

레이저광(14)에 의하여 국부적으로 가열된 시편 (11)의 표면 온도는 온도 감지기(12)에 의해 감지되고, 그 신호는 신호 증폭기(13)에서 증폭되어 신호 처리기(6)으로 전달된다. 신호 처리기(6)은 증폭된 신호를 열원 차단 신호, 즉 열원 단속기 제어 신호 Vref의 상관시켜 그 결과를 크기와 위상으로 구분하여 마이크로컴퓨터(5)에 기억시킨다.The surface temperature of the specimen 11 locally heated by the laser light 14 is sensed by the temperature sensor 12, and the signal is amplified in the signal amplifier 13 and transmitted to the signal processor 6. The signal processor 6 correlates the amplified signal with the heat source cutoff signal, that is, the heat source interrupter control signal V ref , and divides the result into magnitude and phase and stores the result in the microcomputer 5.

마이크로컴퓨터(5)는 입력된 시편의 표면 온도 신호(데이타)로부터 전술한 관계식(C)에 따라 시편의 각 부위별 기공 체적비를 계산하여 시편의 기공 분포도를 출력한다.The microcomputer 5 calculates the pore volume ratio of each part of the specimen from the surface temperature signal (data) of the input specimen, and outputs the pore distribution chart of the specimen.

[시험예][Test Example]

본 발명의 장치와 방법에 따라, 선발된 2종의 초소성 성형 금속 시편의 내부기공 분포도를 측정하였다.In accordance with the apparatus and method of the present invention, the internal pore distribution of two selected superplastic molded metal specimens was measured.

시편 Ⅰ은 Cu 6.0 중량%, Zr 0.5 중량% 및 잔량이 Al인 합금으로서, 723。K의 온도에서 약 400%의 초소성 성형을 행하여 제작하였다. 시편 Ⅱ는 Li 2.3 중량%, Cu 1.3 중량%, Mg 0.8 중량%, Zr 0.1 중량% 및 잔량이 Al 합금으로서, 733。K의 온도에서 약 300%의 초소성 성형을 행하여 제작하였다. 각 시편의 크기는 1.5mm×1mm×20mm로하고, 검사 정밀도 1×20(1축 방향으로 20개 부위를 측정)으로 하였다.Specimen I is an alloy having 6.0 wt% Cu, 0.5 wt% Zr and the remainder Al, which was prepared by superplastic forming of about 400% at a temperature of 723 ° K. Specimen II was fabricated by performing superplastic forming of about 300% at a temperature of 733 ° K, with 2.3% by weight of Li, 1.3% by weight of Cu, 0.8% by weight of Mg, 0.1% by weight of Zr and the remainder being Al alloy. The size of each specimen was 1.5 mm x 1 mm x 20 mm, and the inspection precision was 1 x 20 (20 sites measured in the axial direction).

각 시편을 원점과 다축 이송기의 원점이 일치하도록 시편 이송기 상에 올려 놓아 고정한 다음 전원을 켜서 열원 출력 안정화 시간(본 시험에서는 약 5분)이 경과한 후에 제어 컴퓨터의 제어 프로그램을 실행시켰다. 열원은 He-Ne 레이저를 사용하고, 열원 단속 주파수는 1KHz로 하였다.Each specimen was placed and fixed on the specimen feeder so that the origin and the origin of the multi-axis feeder coincide with each other. He-Ne laser was used for the heat source, and the heat source interruption frequency was 1 KHz.

내부 기공 분포 측정 결과를 제2도에 나타내었는데, 가로축은 시편상의 측정위치를 표시하며, 세로축은 측정된 기공의 체적비를 나타낸다.The measurement results of the internal pore distribution are shown in FIG. 2, in which the horizontal axis indicates the measurement position on the specimen, and the vertical axis indicates the volume ratio of the measured pores.

실선은 시편 Ⅰ에 대한 측정 결과이고, 점선은 시편 Ⅱ에 대한 결과이다.The solid line is the measurement result for Specimen I and the dashed line is the result for Specimen II.

제2도로부터 알 수 있는 바와같이, 시편 Ⅰ 및 시편 Ⅱ의 내부 기공 함유량(체적비)은 시편의 파단면에 가까울수록 증가하며, 파단면 근처에서 약 15% 정도로서, 이는 다시 이 시편들에 대해 종전의 파괴적 방법으로 측정한 결과와 잘 일치되었다.As can be seen from FIG. 2, the internal pore content (volume ratio) of Specimen I and Specimen II increases closer to the fracture surface of the specimen, about 15% near the fracture surface, which is again the case for these specimens. The results were in good agreement with the results measured by the destructive method of.

본 발명에 의하면, 종래 기술에서는 달성할 수 없었던 초소성 성형 제품의 내부 기공의 비파괴적 측정을 가능하게 하는 수단이 제공된다. 또한, 본 발명에 의하면, 시편 각 부위별 기공들의 분포도를 시편을 손상시키지 않으면서 정량적으로 정확하게 측정할 수 있고 그 재현성이 종전법에 비하면 대단히 높다.According to the present invention, a means is provided for enabling nondestructive measurement of the internal pores of a superplastic molded article that has not been achieved in the prior art. In addition, according to the present invention, the distribution of pores for each part of the specimen can be measured quantitatively and accurately without damaging the specimen, and its reproducibility is very high compared to the conventional method.

따라서, 본 발명의 결과, 초소성 재료의 성형 공정을 간단히 단시간 내에 감시하고 최적화시킬 수 있으며, 또한 초소성 성형 제품의 전부위에 대한 내부 결합등의 측정이 용이할 뿐만 아니라, 정량적 검사를 간단히 행할 수가 있음로 제품의 품질 및 신뢰성이 향상된다.Therefore, as a result of the present invention, the molding process of the superplastic material can be easily monitored and optimized in a short time, and the measurement of the internal bonding of all the superplastic molded products is not only easy, but also the quantitative inspection can be easily performed. Product quality and reliability are improved.

그리고, 초소성 가공의 응용 범위가 넓어지게 되고 산업화가 촉진되며 에너지 소비를 절감하는 효과도 있다.In addition, there is an effect of widening the application range of superplastic processing, promoting industrialization and reducing energy consumption.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 발명 사상과 그 범위 내에서 본 발명에 한정이나 부가 등을 가하여 본 발명을 여러가지 다른 모습으로도 구체화할 수도 있다는 것은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 쉽게 알 수 있다.While the present invention has been described with reference to preferred embodiments, it is understood that the present invention may be embodied in various other forms by adding limitations or additions to the present invention within the spirit and scope of the present invention. Those with ordinary knowledge can easily know.

Claims (14)

열원(1)과 반사경(7) 사이에 열원 단속기(3)을 일직선 상에 위치시키고, 상기 반사경(7)에 의한 반사광(8)의 통로상의 일정 위치에 시편 이송기(10)을 장치하고, 시편 이송기 상에는 시편 표면의 온도 변화를 감지하기 위한 온도 감지기(12)를 설치하고, 온도 감지기(12)는 온도 증폭기(13)과 신호 처리기(6)을 거쳐, 시편 표면 온도 데이타로부터 시편의 내부 기공 체적비를 계산하는 제어 컴퓨터(5)로 연결하는 것을 특징으로 하는 표면 열진동을 이용한 초소성 성형 제품의 내부 기공 측정장치.Position the heat source interrupter 3 in a straight line between the heat source 1 and the reflector 7, and equip the specimen feeder 10 at a predetermined position on the passage of the reflected light 8 by the reflector 7, On the specimen feeder, a temperature detector 12 is installed for sensing the temperature change of the specimen surface. The temperature detector 12 passes through a temperature amplifier 13 and a signal processor 6 to the interior of the specimen from the specimen surface temperature data. An internal pore measuring device for a superplastic molded product using surface thermal vibration, characterized in that it is connected to a control computer (5) for calculating the pore volume ratio. 제1항에 있어서, 열원(1)의 전기, 레이저 또는 기체인 것을 특징으로 하는 장치.2. Device according to claim 1, characterized in that it is electricity, laser or gas of the heat source (1). 제2항에 있어서, 열원(1)이 He-Ne 레이저인 것을 특징으로 하는 장치.The device according to claim 2, wherein the heat source (1) is a He-Ne laser. 제1항에 있어서, 스폿 크기 조절기(9)가 반사경(7) 및 시편 이송기(10) 사이의 반사광(8)의 통로에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.2. Device according to claim 1, characterized in that the spot size adjuster (9) is located in the passage of the reflected light (8) between the reflector (7) and the specimen feeder (10). 제1항에 있어서, 시편 이송기(10)이 1축, 2축 또는 다축 이송기인 것을 특징으로 하는 장치.The device according to claim 1, wherein the specimen feeder (10) is a uniaxial, biaxial or multiaxial feeder. 제5항에 있어서, 시편 이송기(10)이 제어 컴퓨터(5)에 의해서 제어되는 구동장치에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 장치.6. Device according to claim 5, characterized in that the specimen feeder (10) is driven by a drive controlled by a control computer (5). 제1항에 있어서, 열원 단속기(3)이 신호 처리기(6)에서 발생되는 신호(Vref)에 의해 주기적으로 열원을 차단하는 것을 특징으로 하는 장치.2. Device according to claim 1, characterized in that the heat source interrupter (3) blocks the heat source periodically by a signal (V ref ) generated by the signal processor (6). 제7항에 있어서, 열원 단속기(3)의 단속 주기가 시편의 열전도도에 따라서 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.8. An apparatus according to claim 7, wherein the interruption period of the heat source interrupter (3) is determined according to the thermal conductivity of the specimen. 제1항 내지 제8항의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 시편 표면 온도 데이타로부터 시편의 내부 기공 체적비를 계산하는 데에 다음 관계식,The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the following relational formula is used to calculate the internal pore volume ratio of the specimen from the specimen surface temperature data: (여기서, Vg는 기공의 체적비이고, T는 기준점에서는 온도 t(x0)에 대한 측정점에서의 온도 t(x)의 비, 즉 T=t(x)/t(x0)이다.)을 사용하는 것을 특징으로 하는 장치.(Where V g is the volume fraction of the pores and T is the ratio of the temperature t (x) at the measurement point to the temperature t (x 0 ) at the reference point, ie T = t (x) / t (x 0 ).) Device characterized in that using. 시편을 시편 이송장치에 고정하고, 시편의 단속적으로 열을 공급하여 열진동을 유기하고, 이 열진동에 의한 시편의 표면 온도 변화를 감지하고, 감지된 온도 신호를 증폭시키고, 증폭된 온도 신호를 온도 데이타로서 처리하고, 처리된 온도 신호로부터 기공의 체적비를 계산하는 공정의 결합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 열진동을 이용한 초소성 성형 제품의 내부 기공 분포 측정 방법.Secure the specimen to the specimen feeder, induce thermal vibration by intermittently supplying heat to the specimen, detect changes in surface temperature of the specimen due to the thermal vibration, amplify the sensed temperature signal, and amplify the amplified temperature signal. A method of measuring the internal pore distribution of a superplastic molded article using surface thermal vibration, comprising a combination of processes that process as temperature data and calculate a volume ratio of pores from the processed temperature signal. 제10항에 있어서, 상기 시편에 단속적으로 열을 공급하는 공정에는 시편의 열 전도도에 따라서 열원을 주기적으로 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.11. The method of claim 10, wherein the step of intermittently supplying heat to the specimen comprises periodically blocking a heat source in accordance with the thermal conductivity of the specimen. 제11항에 있어서, 상기 증폭된 온도 신호를 처리하는 공정에서 증폭된 온도 신호를 열원을 차단하는 신호(Vref)와 상관시켜 크기 데이타와 위상 데이타로 구분하여 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 11, wherein the amplified temperature signal is correlated with a signal (V ref ) for blocking a heat source and processed into a magnitude data and a phase data. 제10항에 있어서, 상기 시편에 단속적으로 열을 공급하는 공정에는 열원으로부터 나오는 열을 주기적으로 차단하는 단계와, 주기적으로 차단되어 단속적으로된 열선을 적절한 스폿 크기로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.11. The method of claim 10, wherein the step of intermittently supplying heat to the specimen comprises the step of periodically blocking heat from the heat source and adjusting the periodically interrupted and interrupted heating wire to an appropriate spot size. How to. 제10항 내지 제13항의 어느 하나의 항에 있어서, 상기 온도 데이타로부터 시편의 내부 기공 체적비를 계산하는 데에는 다음 관계식,The method according to any one of claims 10 to 13, wherein the internal pore volume ratio of the specimen is calculated from the temperature data. (여기서, Vg는 기공의 체적비이고, T는 기준점에서는 온도 t(x0)에 대한 측정점에서의 온도 t(x)의 비, 즉 T=t(x)/t(x0)이다.)을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.(Where V g is the volume fraction of the pores and T is the ratio of the temperature t (x) at the measurement point to the temperature t (x 0 ) at the reference point, ie T = t (x) / t (x 0 ).) Method for using the.
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